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基于Biot熵流的孔隙介质热弛豫效应

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固体岩石中的热弛豫效应被广泛接受,并可通过热弹和热孔弹模型来描述.同样,在微裂缝、孔隙流体、干酪根、沥青和其他有机质等软物质中也可以观察到热弛豫现象.与固体岩石相比,软物质对温度更敏感.目前已有大量文献表明软物质物理性质具有很强的温度依赖性,对介质的相速度和衰减具有明显影响,但相关理论研究稍显不足.本文利用Biot熵流参数替代温度扰动来重构现有的热弹和热孔弹模型.Biot的熵流和矩阵表示法揭示了热弹与孔弹之间的物理差异和数学相似性.这种相似性有助于多孔介质与热弹介质研究结果的相互转换.利用矩阵方程和Biot熵流,并结合喷射流动机理,本文建立了热-孔弹喷射流模型(thermoporo-squirt-flow model,TPSF).通过求解线性特征值问题,本文对TPSF模型进行了平面波分析,得到了TPSF速度频散和衰减特征与温度之间的依赖关系.与热弹及热孔弹模型相比,TPSF模型在相对较低的频率下有更显著的衰减和频散现象.数值分析表明,对温度较为敏感的软物质是影响TPSF模型波速频散和衰减的主要因素.饱和盐水致密砂岩实验数据解释证实了多孔介质TPSF模型具有一定的实用价值.多孔介质热弛豫效应研究与高温、高压地震岩石物理研究领域密切相关,可以为地热勘探、稠油热采等领域提供理论支撑.
The thermal-relaxation of porous rock by using Biot's entropy flow

Biot's entropy flowthermal relaxationsquirt flowporoelasticitythermoelasticity

邓武兵、李念琪、符力耘

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中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,青岛 266580

深层油气全国重点实验室(中国石油大学(华东)),青岛 266580

Biot熵流 热弛豫 喷射流 孔弹 热弹

中央高校自主科研创新项目国家自然科学基金国家自然科学基金

21CX06004A4210412242230803

2023

10.1360/TB-2023-0290

科学通报
中国科学院国家自然科学基金委员会

科学通报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.269
ISSN：0023-074X
年,卷(期)：2023.68(26)
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